热继电器最常用的是双金属片式结构,双金属片是用两种不同线膨胀系数的金属片,通过机械辗压在一起制成。一端固定,另一端为自由端。当双金属片的温度升高时,由于两种金属的线膨胀系数不同,所以它将弯曲。当电机正常运行时,热元件产生的热量虽能使双金属片弯曲,但不足以使继电器运作;当电动机过载时,热元件产生的热量增大,使双金属片弯曲位移量增大。经过一段时间后,双金属片弯曲并推动导板,并通过补偿双金属片与推杆将触点分开,由于接触器线圈回路的动断触点,断开后使接触器失电,接触器的动合触点断开电动机等负载回路,保护了电动机等负载。